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8月18日，中國產業發展促進會氫能分會成立大會暨“十四五”氫能產業發展展望研討會在京召開。中國科學院士、中科院大連化學物理研究所研究員李燦發表題為“可再生能源電解水制氫及液體太陽燃料合成進展與展望”的演講。他指出，氫能發展初衷就是要解決低碳、生態等問題，可再生能源制氫是未來發展的方向，而太陽燃料甲醇技術應用中具有多重優勢。
李燦表示，氣候變化可導致嚴重的后果，當前肆虐全球的新冠病毒和頻發的洪災、森林大火等極端天氣都與之相關。而造成氣候變化的重要原因是人類工業革命開始大規模過度開發利用化石資源，造成二氧化碳等溫室氣體排放，破壞了生態平衡。
李燦認為，氫能的發展不能背離初衷，站在低碳、生態角度，長遠看，用光伏、風電、水電、核電制氫是未來發展方向。在氫儲運方面，要達到美國DOE制定的7%儲氫質量密度工業化標準非常困難，目前仍是研究重點，太陽燃料是解決這一難題的新思路。用氫領域并不局限在燃料電池應用，綠氫在煤化工、石油化工綠色發展中應用廣泛，而綠氫合成甲醇也可替代汽油應用在交通領域。
據李燦介紹，地球能源來自太陽能，廣義的太陽能包含了常見的風電、水電、生物質等多種可再生能源。在可再生能源制氫中，直接從太陽能制取氫氣包含多個技術路徑。其中光解水和光電催化分解水工藝簡單，理論上可以低成本獲取，是很有吸引力的方向。光電催化分解水已經可以考慮工業化應用，但光催化還處在基礎研究階段。
李燦表示，從規模、設備投資、穩定性來看，電催化分解水已成熟，來源可以是光伏發電、水電或者風電，“電催化分解水制氫是綠色能源轉成綠氫的最為有效的途徑”。在電解水制氫三種主流技術中，液體堿性水電解和固體聚合物SPE水電解技術較為成熟，堿液電解水的效率較低、能耗較高，但穩定性好，壽命長達十年到二十年；而SPE水電解穩定性還在進一步提升中。
李燦認為，判定電解水制氫能否大規模應用在綠氫生產中需要解決三個問題：大規模、低能耗和高穩定性。其團隊一直致力于堿性電解水催化劑的研究，可以較好的解決上述三大問題。堿液電解槽規模可以做的很大，目前可到1000Nm3H2/h，而通過催化劑可將能耗降至4-4.2KWh/Nm3，遠超業界平均水平，而穩定性在實驗室可達到8000-1萬小時，工業化驗證效果也非常不錯。
就可再生能源制氫成本來看，電價和電解水效率影響最大，這兩點在目前都已發生很大變化。如果采用0.25元/KWh電價，制氫成本可與天然氣制氫相當。而很對棄風、棄光的電已低于這個電價。電價若在0.15元/KWh，制氫成本可與煤制氫相當，據李燦介紹，采用西南地區汛期大規模棄水電價就可以滿足。同時，可再生能制氫社會效益和生態效益巨大，不排放二氧化碳。
對于氫的儲存運輸難題，李燦團隊采用二氧化碳加氫制甲醇進行儲存，提出太陽燃料、液態陽光的思路。蘭州新區液態太陽燃料項目2018年啟動，今年1月試車成功。李燦表示，該項目采用10MW光伏電解水制氫，規模達1000Nm3H2/h，效率在80%以上，使用其研發的催化劑，氫與從企業收集來的二氧化碳合成甲醇。
太陽燃料甲醇使用廣泛，既是優良燃料，又可用作汽油替代燃料，也可用在鍋爐供熱。其質量儲氫密度可達到18.75%，儲存和運輸安全。
李燦提出了使用太陽燃料甲醇為氫源的加氫站新方案，與傳統加氫站不同，新方案具有多重優點，可解決高壓運輸、儲存和加氫中的安全問題，可實現二氧化碳回收和全流程清潔目標，還便于實現油、醇、氫共站的新局面。據李燦透露，太陽燃料甲醇加氫站已在張家港進行示范，預計9月建成。
（文章來源：中國經濟網）
